《高频电子电路与》PPT课件

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1、2.1概述2.2高频功率放大器的工作原理2.3高频功率放大器的动态分析2.4高频功率放大器的实用电路下一页返回第2章高频调谐功率放大器2.1概述在高频范围内，为了获得足够的高频输出功率，必须采用高频功率放大器，这是发送设备的重要组成部分。1.低频功放与高频功放的异同点（1）共同点输出功率大效率高（2）区别低频功放高频功放①工作频率低（200～20000Hz）②相对频带宽度很宽③采用电阻或变压器作负载④一般工作在甲、乙、甲乙类①工作频率高②相对频带宽度窄③采用选频网络作负载④工作在丙类状态⑤不能用线性模型来分析，一般采用图解法或折线法分析高频调谐功率放大器2.功率放大器工作状态的分

2、类2.1概述（按电流导通角分类）A类（甲类）：导通角，晶体管始终工作在线性放大区；AB类（甲乙类）：导通角，Q点设在放大区内但接近截止区；Q点设在放大区中部B类（乙类）：导通角，Q点设在截止区边缘；C类（丙类）：导通角，Q点设在截止区内；D类（丁类）、E类（戊类）工作于开关状态。3.晶体管的静态特性曲线（1）输入特性曲线ECICEOuCEiCO••Q•••Q•截止区饱和区（2）转移特性曲线（3）输出特性曲线常用A类：，Q点位于放大区C类：，一族曲线横轴为横轴为B类：，2.2高频功率放大器的工作原理EC-UBB(b)等效电路+ub-RpCL+uCE-ic+uc1--UBBCECL+

3、uS-+ub-(a)原理电路2.2.1工作原理分析1.电路结构从电路结构上看，它由四部分组成：（3）晶体管是高频大功率晶体管，能承受高电压、大电流，而且↑，一般发射结反偏。（1）直流偏置电路，其中基极偏置电路：为晶体管发射结提供负偏压，使放大器工作于C类状态。（2）输入回路：提供所需的信号电压。（4）输出回路：由LC谐振回路组成，具有选频和阻抗匹配的作用。2.工作原理则加到晶体管基极、发射极之间的有效电压为+ub-RpCL+uCE-EC-UBB+uc1-ic+uBE_设输入的交流信号为由晶体管的转移特性曲线有：uBEic•-UBB•UBZubic•UbmgC时，截止且（1）集电极

4、电流时，导通且有∴有仿真2.工作原理（1）集电极电流①当时，有uBEic•-UBB•UBZubic•UbmgCIcmax+ub-RpCL+uCE-EC-UBB+uc1-ic+uBE_∴②当时，有即代入上式有尖顶余弦脉冲（1）集电极电流周期性的尖顶余弦脉冲对集电极电流进行傅立叶级数展开有：其中各系数分别为：尖顶余弦脉冲的分解系数icωtθcθcic1ic2ic3IcoIcmax（2）集电极输出电压设高频功放输出端的LC谐振回路谐振于输入信号频率即基波频率，谐振电阻为，则此回路对中基波电流呈纯电阻，而对其他谐波失谐阻抗很小，因此回路选出基波电流，滤除其余各次谐波。故集电极输出电压

5、为icωtθcθcic1ic2ic3IcoIcmax+ub-RpCL+uCE-EC-UBB+uc1-ic+uBE_iC频谱LC回路阻抗Rp故LC回路两端的电压为仿真ubUBZ－UBBIcmaxuBEtibtictuCEuctECUcm1UbmuBEic•-UBB•UBZubUbmgC（3）电压、电流波形图2.2.2高频功放的功率和效率（1）集电极直流电源提供的直流功率（2）集电极输出回路得到的高频交流功率（3）集电极功耗（4）集电极回路的能量转换效率集电极电压利用系数波形系数查图2.5重点讨论：①②∴∴③提高功率效率的两个措施：和提高的措施：矛盾兼顾两者，最佳导通角θcαoα1α

6、3g11.02.0α22.2.3D类和E类功率放大器简介1.D类功率放大器D类功放有电压开关型和电流开关型两种基本电路，电压开关型D类功放是已推广应用的电路。VT1VT2T1LCRLECCCuiub1ub2ic1ic2uLuAub1和ub2是由ui通过变压器T1产生的两个极性相反的输入激励电压。ui正半周：VT1管饱和导通，VT2管截止，电源EC对电容C充电，电容上的电压很快充至（EC-UCES1）值，A点对地的电压uA=（EC-UCES1）。ui负半周：VT1管截止，VT2管饱和导通。VT2管的直流电源由电容C上充的电荷供给，uA=UCES2≈0。D类功的晶体管工作于开关状态：

7、导通时，管子进入饱和区，其内阻接近于0；截止时，电流为零，内阻接近于无穷大。（1）D类功放的原理分析因此uA近似为矩形波电压，幅值为（EC-2UCES）。若L、C和RL串联谐振回路调谐在输入信号的角频率ω上，且回路的Q值足够高，则通过回路的电流ic1或ic2是角频率为ω的余弦波，RL上可得相对输入信号不失真的输出功率。ECUCESEC-2UCESuAωtic1ωtic2ωtuLωt尽管每管饱和导通时的电流很大，但相应的管压降很小，这样，每管的管耗就很小，放大器的效率也就很高。（2